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浅谈数控程序的加工模拟平台

作者:天乙数控机床时间:2021-12-171010次浏览

信息摘要:

基于STIX库的制造信息提取STEP-NC文件中的制造信息包括具体零件的几何描述信息和加工工艺信息。几何信息大致有两类:(1)用于对工件形状的描述;(2)是制造特征的描述信息。工艺信息也包括两类:(1)主要用于对工件装夹和定位方式的描述;(2)集中于工步的操作描述中,是主要的工艺信息。STIX库中函数可以直接读取AP238

基于STIX库的制造信息提取STEP-NC文件中的制造信息包括具体零件的几何描述信息和加工工艺信息。几何信息大致有两类:(1)用于对工件形状的描述;(2)是制造特征的描述信息。工艺信息也包括两类:(1)主要用于对工件装夹和定位方式的描述;(2)集中于工步的操作描述中,是主要的工艺信息。STIX库中函数可以直接读取AP238文件中的所有信息并在内存中建立对应信息的返回指针,方便了AP238文件中信息的处理。即使不了解STEP-NC数控程序中machingoperation,workplan,workstep和feature等之间的关系,通过对各指针和STIX库中函数应用就可以得到AP238文件中的各种数据信息,完成AP238文件的信息提取。具体信息提取流程如所示。


  利用OpenGL的三维动态仿真实现,三维模型的建立加工仿真中的三维实体模型主要包括刀具模型和加工实体模型。为实现简单使用圆柱模型代表刀具,刀具的直线方向和Y轴垂直。实体模型即毛坯的空间几何形状。为了使仿真效果比较好,将毛坯分成多个部分,其中包括产品模块定义和废料特征小模块的定义,产品模块根据从AP238文件中提取出来的信息来定义,废料模块是毛坯减去产品模块的剩余部分,这部分我们定义成多个小立方体的组合。利用了OpenGL库中的显示列表功能,将三维实体模型定义为单独的显示列表,预先生成三维实体。


  动态仿真实现加工过程的动态仿真需要给废料模块增加显示状态标志枚举变量enum{VISUABLE,INVISABLE}初始值都是VISUABLE状态。当刀具根据文件中提取的加工信息进行加工时,计算刀具在XZ平面中的投影落在哪个废料模块中,下一个显示周期将此废料模块的值修改为INVISABLE状态,然后通过判断模块的状态确定是否进行绘制。如果我们的废料模块定义得越小加工的仿真效果会越好。刀具的运动轨迹通过从AP238文件中提出的加工信息进行规划,运动速度通过设定WMTIMER消息相应的时间来控制。


  系统实现及实例基于VC++和ST-Developer10的集成环境,利用ROSEC++库、STIX库、OpenGL库等工具,本文开发了一个基本的STEP-NC数控程序加工仿真平台。该平台运行于Windows环境下,可以集成到开放式数控系统中,也可以作为单独的应用程序。为该系统进行数控程序预处理时的界面。其中的对话框以树的形式显示了STEP-NC文件所描述工件的特征组成及对应的工步。当单击树上某一接点时,系统将在右侧模型中自动变色显示对应的特征,并在工步信息对话框中显示其所有加工信息。


  数控程序预处理界面如果某一工步的全部工艺信息都具备时即可进行加工仿真,在加工设置中可手动设置加工方式、刀具选择,并可以进行刀具转速和进刀速度等相关参数设置。设置完成后以工步为单位依次进行加工,也可以针对其中的一个或几个工步进行逐步加工仿真。为进行加工仿真的过程图。


  系统加工仿真过程结论笔者研究了STEP-NC条件下数控程序的预处理和加工仿真方法,利用openGL技术实现STEP-NC数控程序加工的实时仿真,在此基础上开发出了一个基础的数控程序加工仿真平台。它可以对STEP-NC数控程序进行预处理,翻译、提取、整理程序中的信息,对数控程序所要加工工件进行还原显示,而且以面向特征的形式以工步为单位进行加工仿真。它可以作为现代数控系统的一部分,也可以单独使用。但随着相关技术的成熟,加工仿真的内容还需要进一步补充和完善。本文的研究是进行实际加工前的关键步骤,对于STEP-NC的实施和先进数控系统的设计具有积极的意义。


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